рус
Как приходит и уходит тепло из дома.
При строительстве дома необходимо придерживаться строительных норм. Минимально допустимые величины сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций приведены в ДБН В.2.6-31:2006 «Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель.»


Конструкция

Стена

Крыша

Пол

Окна

Сопротивление теплопередачи, м2·оС/Вт

2,8

4,95

3,45

0,6

Приведенные выше значения сопротивления теплопередачи означают, что через один квадратный метр конструкции и разнице температур в один градус Цельсия уходит тепло, равное

Теплопроводность, Вт/м2·оС

0,357

0,202

0,289

1,67


Если умножить теплопроводность каждой конструкции на её площадь, то можно определить потери тепла через данную конструкцию.

Рассмотрим дом, площадью 100 м2, периметр (10 х 10) м с высотой потолка – 2,5 метра. Обычно площадь окон в таких домах составляет одну шестую часть от площади дома. Температура воздуха в помещении – плюс 20 оС, снаружи – 0 оС.



Конструкция

Стена

Крыша

Пол

Окна

Теплопроводность, Вт/м2·оС

0,357

0,202

0,289

1,67

Площадь, м2

83,3

100

100

16,7

Потери тепла, Вт/час

595

404

533

555

Потери тепла, %

28,5%

19,3%

25,5%

26,6%

В административных или высотных зданиях площадь окон по отношению к площади пола здания достигает уже 40%. Тогда потери тепла распределятся следующим образом.

Потери тепла, Вт/час

428

404

533

1 333

Потери тепла, %

15,9%

15,0%

19,8%

49,4%


Если здание будет высотой в пять этажей, то потери тепла через крышу и потолок не изменятся, а потери через стены и окна увеличиваются.


Таким образом, этажность здания и площадь остекления определяют процентное распределение потерь через конструкции здания. Если в одноэтажном частном доме, где площадь окон минимальна, потери тепла между конструкциями распределяются почти равномерно, то с повышением этажности здания и увеличении площади остекления потери через окна начинают преобладать над потерями через стены, крышу и пол.

В приведенных выше данных не учтены затраты энергии, связанные вентиляцией помещения. Если, согласно санитарным нормам, один раз в час менять воздух в помещении, то необходимо учесть затраты энергии на нагрев свежего воздуха. Для пятиэтажного здания, с учетом затрат энергии на вентиляцию, распределение потерь энергии будет выглядеть следующим образом.


Конструкция

Стена

Крыша

Пол

Окна

Вентиляция

Потери тепла, Вт/час

2 142

404

533

6 667

8 980

Потери тепла, %

11,4%

2,2%

2,8%

35,6%

48,0%


Из приведенных выше цифр можно сделать следующий вывод – основное внимание при сокращении потерь тепла в зимний период необходимо уделить окнам и вентиляции.

Для того, чтобы потери через окна не превышали потери через стены достаточно увеличить сопротивление теплопередаче окна с 0,6 м2оС/Вт до 1,2 м2оС/Вт. Это становится возможным при установке в окно двухкамерного стеклопакета с двумя низкоэмиссионными стеклами и заполнением аргоном пространства между стеклами.

Сократить потери тепла на вентиляцию помещения можно установкой систем вентиляции с рекуперацией. Рекуператор - от латинского «возвращающий, получающий обратно», т.е. устройство, которое возвращает тепло от вытяжного воздуха в помещение. Это позволит сократить потери тепла на вентиляцию в два – три раза.

При этом общие потери через конструкции и вентиляцию сократятся на треть. На треть сократятся и затраты связанные обогревом дома в зимний период.

Какие затраты энергии необходимы для охлаждения здания в летний период?

Поток тепла, поступающий через стены, крышу и пол при разнице температуры внутри (25оС) и снаружи (32оС) определяются теплопроводностью соответствующей конструкции. Окно, в отличие от стен, пола и крыши, прозрачно для солнечного излучения, поэтому приход тепла через окно увеличится на величину этого излучения.

Численная величина проходящего через окно излучения определяется коэффициентом затенения. Например, для прозрачного стекла 4 мм стекла с G = 0,99, а доля поступающей в помещение солнечной энергии равна:

Р = 0,87  х  0,99 = 0,861

Если в окно установлен двухкамерный стеклопакет, то доля поступающей через окно солнечной энергии уменьшится до 0,638.

Расчет тепла (Р), поступающего в помещение за счет солнечного излучения, производится следующим образом:

Величину прямого потока солнечного излучения (для лета принимают равной 630 Вт/м2) умножают на коэффициент затенения G:

 Р = (630 х 0,87х G), (Вт / м2)

С учетом излучения распределение, приходящего в помещение тепла будет выглядеть следующим образом.


Конструкция

Стена

Крыша

Пол

Окна

Вентиляция

Приход тепла, Вт/час

750

141

187

82 721

3 143

Затраты на охлаждение, %

0,9%

0,2%

0,2%

95%

3,6%


Из последней таблицы следует, что основные затраты энергии для поддержания комфортной температуры в помещении, связаны приходом тепла через окна (95%).

Для одноэтажного дома с минимальной площадью окон распределение затрат на охлаждение выглядит иначе.


Конструкция

Стена

Крыша

Пол

Окна

Вентиляция

Приход тепла, Вт/час

208

141

186

6 893

628

Затраты на охлаждение, %

2,6%

1,8%

2,3%

85,5%

7,8%


Расчет поступлений солнечного тепла в помещение сделаны из предположения, что все окна хорошо освещаются солнцем, а мощность солнечного излучения соответствует своему максимуму. Такие допущения позволяют рассчитать максимальную мощность системы кондиционирования.

Таким образом, расчеты показывают, что мощность, необходимая для охлаждения помещения летом для административного здания (86,94 кВт в час) во много раз больше мощности, необходимой для поддержания комфортной температуры зимой (18,72 кВт в час).

Можно ли сократить затраты на кондиционирование?

Если в двухкамерном стеклопакете будет установлено солнцезащитное стекло, то поступление тепла через окна уменьшается, и мощность системы кондиционирования сократится с 86,94 кВт до 31,75 кВт.

Но и в этом случае, затраты на нагрев здания зимой (18,72 кВт в час) меньше, чем затраты на кондиционирование летом (31,75 кВт в час).

Установка солнцезащитного стекла позволяет сократить мощность кондиционера на 55 кВт на площадь здания 500 м2. Средняя стоимость одного кВт мощности кондиционера 200 Евро. Это означает, что сокращение капитальных вложений в систему кондиционирования приведенная к одному квадратному метру площади здания, благодаря установке солнцезащитного остекления, составит – 22 Евро/м2. В тоже время увеличение затрат, связанных с установкой в окна солнцезащитного стекла составят – 2 Евро/м2

Таким образом, установка окон с солнцезащитными стеклами сократит капитальные затраты на 20 Евро/м2

За три жарких летних месяца солнцезащитное остекление сократит на 185 гривен затраты, связанные с охлаждением воздуха, на каждый квадратный метр помещения. Другими словами, уже за первый летний сезон затраты на солнцезащитное остекление будут возвращены.


Статьи в тему:
525-45-34
© 1993—2016 «Технолуч». Все права защищены. При использовании материалов сайта ссылка обязательна.